package mht.practice.sort;

/**
 * 三路快速排序，应用存在包含大量相同元素的数组
 * Created by MHT on 2017/8/26.
 */
public class QuickSortThreeWays {

    // 我们的算法类不允许产生任何实例
    private QuickSortThreeWays(){}


    // 递归使用快速排序,对arr[l...r]的范围进行排序
    private static void sort(Comparable arr[],int l,int r){
        // 对于小规模数组, 使用插入排序
        if (r - l <= 15){
            InsertionSort.sort(arr,l,r);
            return;
        }

        //优化：随机在arr[l...r]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot
        //l为偏移量
        int x = (int) (Math.random()*(r-l+1)+l);
        swap(arr,l,x);
        Comparable v = arr[l];

        int lt = l;     // arr[l+1...lt] < v
        int gt = r + 1; // arr[gt...r] > v
        int i = l+1;    // arr[lt+1...i) == v
        while (i<gt){
            if (arr[i].compareTo(v) < 0){
                swap(arr,i,lt+1);
                i++;
                lt++;
            }
            else if (arr[i].compareTo(v) > 0){
                swap(arr,i,gt-1);
                gt--;
            }
            else {
                i++;
            }
        }
        swap(arr,l,lt);

        sort(arr,l,lt-1);
        sort(arr,gt,r);
    }

    public static void sort(Comparable[] arr){

        int n = arr.length;
        sort(arr, 0, n-1);
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }

    // 测试 QuickSort3Ways
    public static void main(String[] args) {

        // 三路快速排序算法也是一个O(nlogn)复杂度的算法
        // 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据
        int N = 1000000;
        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);
        SortTestHelper.testSort("mht.practice.sort.QuickSortThreeWays", arr);
    }

}
